Приспособления организмов к окружающей среде носят название адаптации. Под адаптациями понимаются любые изменения в структуре и функциях организмов, повышающие их шансы на выживание.
Известно два типа адаптации: генотипическая и фенотипическая.
По определению Большой медицинской энциклопедии (БМЭ): «…генотипическая адаптация возникает вследствие отбора клеток с определенным генотипом, обуславливающим выносливость». Это определение не безупречно, так как оно не отражает того, к какому виду нагрузок относится выносливость, так как в большинстве случаев, приобретая одни преимущества, живые организмы теряют другие. Если, например, растение хорошо переносит жаркий засушливый климат, то, скорее всего, оно будет плохо переносить холодный и влажный.
Что же касается фенотипической адаптации, то к настоящему времени нет строгого определения этого термина.
По определению БМЭ «… фенотипическая адаптация возникает как защитная реакция на действие повреждающего фактора».
По определению Ф.З. Меерсона «Фенотипическая адаптация - развивающийся в ходе индивидуальной жизни процесс, в результате которого организм приобретает отсутствующую ранее устойчивость к определенному фактору внешней среды и таким образом получает возможность жить в условиях, ранее не совместимых с жизнью…».
Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни вообще, так как обеспечивает и саму возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях: от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Адаптации возникают и развиваются в ходе эволюции видов.
Механизмы адаптации
Основные механизмы адаптации на уровне организма:
1) биохимические - проявляются во внутриклеточных процессах, как, например, смена работы ферментов или изменение их количества;
2) физиологические - например, усиление потоотделения при повышении температуры у ряда видов;
3) морфо-анатомические - особенности строения и формы тела, связанные с образом жизни;
4) поведенческие - например, поиск животными благоприятных мест обитания, создание нор, гнезд и т.п.;
5) онтогенетические - ускорение или замедление индивидуального развития, способствующие выживанию при изменении условий.
Рассмотрим эти механизмы подробнее.
Биохимические механизмы. Животные, обитающие в прибрежной (литоральной) зоне моря, хорошо адаптированы к воздействиям неблагоприятных факторов окружающей среды и благодаря набору адаптаций способны выживать в условиях недостатка кислорода. В частности: у них развиты дополнительные механизмы потребления кислорода из окружающей среды; они способны поддерживать внутренние энергетические ресурсы организма, переключаясь на анаэробные метаболические пути; они снижают скорость своего общего метаболизма в ответ на действие низких концентраций кислорода в морской воде. Причем третий способ считается основным и одним из важнейших механизмов адаптации к недостатку кислорода для многих видов морских моллюсков. Во время периодических обсыханий, возникающих в результате приливно-отливных циклов, литоральные двустворчатые моллюски подвергаются воздействию краткосрочной аноксии и переключают свой метаболизм на анаэробный путь. Вследствие этого они считаются типичными факультативными анаэробными организмами. Известно, что интенсивность обмена у морских Bivalvia при аноксии снижается более чем в 18 раз. Снижая скорость метаболизма, гипоксия/аноксия в значительной степени влияет на ростовые и многие другие физиологические характеристики моллюсков.
В ходе эволюции морские двустворчатые моллюски выработали комплекс биохимических адаптаций, которые позволяют им переживать неблагоприятное воздействие краткосрочной аноксии. Вследствие прикрепленного образа жизни биохимические адаптации у двустворчатых моллюсков более разнообразны и выражены в большей степени, чем у свободноживущих организмов, у которых в первую очередь развиты поведенческие и физиологические механизмы, позволяющие избежать кратковременных неблагоприятных воздействий окружающей среды.
У морских моллюсков описано несколько механизмов регуляции уровня метаболизма. Одним из них является изменение скорости гликолитических реакций. Например, для Bivalvia характерно аллостерическое регулирование активности ферментов в условиях аноксии, в ходе которого метаболиты оказывают воздействие на специфические локусы ферментов. Одним из важных механизмов снижения скорости общего метаболизма служит обратимое фосфорилирование белков. Такие изменения в структуре белков вызывают значительные модификации в активности многих ферментов и функциональных белков, участвующих во всех процессах жизнедеятельности организма. Например, у Littorea littorea, как и у большинства моллюсков, устойчивых к аноксии, обратимое фосфорилирование некоторых ферментов гликолиза способствует перенаправлению потока углерода в анаэробный путь ферментативного метаболизма, а также подавлению скорости гликолитического пути.
Несмотря на то, что снижение скорости метаболизма является количественно выгодным механизмом, способствующим выживанию морских моллюсков в условиях аноксии, активация модифицированных путей метаболизма также играет важную роль в процессах адаптаций морских моллюсков к низким концентрациям кислорода в морской воде. В ходе данных реакций в значительной степени увеличивается выход АТФ и образуются некислотные и/или летучие конечные продукты, способствующие в свою очередь сохранению гомеостаза клетки в условиях аноксии.
Итак, биохимическая адаптация часто является крайним средством, к которому организм прибегает, когда у него нет поведенческих или физиологических способов избежать неблагоприятного воздействия среды.
Поскольку биохимическая адаптация - не легкий путь, часто организмам проще найти подходящую среду путем миграции, чем перестроить химизм клетки. В случае прикрепленных морских прибрежных двустворчатых моллюсков миграция к благоприятным условиям среды невозможна, поэтому у них хорошо развиты механизмы регуляции метаболизма, позволяющие им адаптироваться к постоянно изменяющейся прибрежной зоне моря, для которой характерны периодические осушения.
Физиологические механизмы. Тепловая адаптация обусловлена совокупностью специфических физиологических изменений. Главными из них являются усиление потоотделения, снижение температуры ядра и оболочки тела и уменьшение частоты сердечных сокращений при нагрузке по мере пребывания в условиях повышенной температуры (табл. 1).
Таблица 1. Адаптационные физиологические изменения у человека в условиях повышенной температуры окружающей среды
|
Изменения |
|
|
Потоотделение |
Более быстрое начало потоотделения (при работе), т. е. снижение температурного порога потоотделения. Повышение скорости потоотделения |
|
Кровь и кровообращение |
Более равномерное распределение пота по поверхности тела. Снижение содержания солей в поте. Снижение ЧСС. Усиление кожного кровотока. Увеличение систолического объема. Увеличение объема циркулирующей крови. Снижение степени рабочей гемоконцентраций. Более быстрое перераспределение крови (в систему кожных сосудов). Приближение кровотока к поверхности тела и более эффективное его распределение по поверхности тела. Уменьшение падения чревного и почечного кровотоков (во время работы) |
|
Терморегуляция |
Снижение температуры ядра и оболочки тела в покое и при мышечной работе. Рост устойчивости организма к повышенной температуре тела |
|
Уменьшение отдышки |
Морфо-анатомические механизмы. Так, известная всем белка обладает хорошей морфофункциональной приспособленностью, которая позволяет выжить в среде обитания. К приспособительным внешним признакам строения белки относятся следующие:
Острые загнутые когти, позволяющие хорошо цепляться, удерживаться и передвигаться по дереву;
Сильные и более длинные, чем передние, задние ноги, которые дают возможность делать белке большие прыжки;
Длинный и пушистый хвост, действующий как парашют в прыжках и согревающий ее в гнезде в холодное время года;
Острые, самозатачивающиеся зубы, что позволяет грызть твердую пищу;
Линька шерсти, которая помогает белке не замерзнуть зимой и чувствовать себя легче летом, а также обеспечивает смену маскировочной окраски.
Эти приспособительные особенности позволяют белке легко передвигаться по деревьям во всех направлениях, находить пищу и поедать ее, спасаться от врагов, делать гнездо и выращивать потомство, оставаться оседлым животным, несмотря на сезонные перепады температуры. Таким образом осуществляется взаимосвязь белки со средой обитания.
Поведенческие механизмы. Кроме примеров поисковой активности благоприятных мест обитания, научения, стратегии поведения в условиях угрозы (борьба, бегство, замирание), объединения в группы, постоянной мотивированности интересами выживания и продолжения рода, можно привести и другой яркий пример.
В естественных и экспериментальных условиях водной среды как морские, так и пресноводные виды рыб ориентируются с использованием элементов поведения. При этом происходит как пространственная, так и временная адаптация к различным факторам - температуре, освещенности, содержанию кислорода, скорости течения и др. Достаточно часто у рыб наблюдается феномен самопроизвольного выбора того или иного фактора среды, например, ориентация по градиенту температуры воды. Поведенческие механизмы ориентации рыб по отношению к температурному фактору среды часто аналогичны либо незначительно отличаются от реакции на другие факторы.
Онтогенетические механизмы. Системы онтогенетической адаптации - это фундамент, который обеспечивает выживание и успешное размножение достаточного числа особей в привычных для популяции условиях обитания. Их сохранение настолько важно для выживания видов, что в эволюции возникла целая группа генетических систем, которые призваны служить барьером, охраняющим системы онтогенетической адаптации от разрушительного воздействия тех эволюционных факторов, которые когда-то способствовали их формированию.
Различают следующие подвиды данного вида адаптации:
Генотипическая адаптация - отбор наследственно детерминированной (изменение генотипа) повышенной приспособленности к измененным условиям (спонтанный мутагенез);
Фенотипическая адаптация - при этом отборе изменчивость ограничена нормой реакции, определяемой стабильным генотипом.
У двукрылых, для которых благодаря наличию гигантских политенных хромосом слюнных желёз возможно выявление тонкой линейной структуры хромосом, часто обнаруживаются целые комплексы видов-близнецов, состоящие из нескольких, почти неразличимых морфологически, близкородственных видов. Для других зоологических видов, у которых нет политенных хромосом, столь тонкая цитологическая диагностика затруднена, но и для них на изолированных архипелагах часто можно наблюдать целые группы близкородственных видов, явно недавнего происхождения, сильно дивергировавших от общего материкового предка. Классическими примерами являются гавайские цветочницы, дарвиновы вьюрки на Галапагосских островах, ящерицы и улитки на Соломоновых островах и многие другие группы эндемических видов. Всё это указывает на возможность множественных актов видообразования, связанных с одиночными эпизодами колонизации, и на широкую адаптивную радиацию, запускающим механизмом которой послужила дестабилизация прежде устойчивого, хорошо интегрированного генома.
В психологии адаптацию рассматривают как процесс приспособления органов чувств к особенностям действующих на них стимулов с целью их лучшего восприятия и предохранения рецепторов от излишней нагрузки. Процесс психологической адаптации человека происходит непрерывно, поскольку постоянно изменяются социально-экономические условия жизни, политические и морально-этические ориентации, экологическая обстановка и т.д.
Адаптационный синдром - это совокупность реакций организма человека в ответ на неблагоприятные воздействия (стрессоры). Эти понятия получили чрезвычайно широкое распространение. Одна из основных причин популярности теории стресса состоит в том, что она претендует на объяснение многих явлений повседневной жизни, реакций человека на неожиданные события, возникающие трудности: развитие самых различных заболеваний, как соматических, так и психических.
Нормальная жизнедеятельность человека немыслима без определенной степени физического и нервно-психического напряжения. Человеку свойствен определенный оптимальный тонус напряжения. Каждый человек должен изучить себя и найти тот уровень напряжения, при котором он чувствует себя наиболее «комфортно», какое бы занятие он ни избрал.
В системе психологической адаптации большую роль играют терапевтические (психотерапевтические) методы воздействия, такие как дискуссионная терапия, интеракционно-коммуникативные методы (психодрама, гештальттерапия, трансактный анализ), методы, основанные на невербальной активности (арттерапия, музыкотерапия, тантомима, хорео-терапия и т.д.), групповая (индивидуальная) поведенческая терапия, суггестивные методы.
Психологическая поддержка является частью более широкой программы социальной помощи индивидам по ликвидации кризисных ситуаций и оказанию помощи человеку или группе лиц (правовая, психологическая, сексологическая, информационная и др.). Главные усилия социальных работников должны быть направлены на содействие социальной адаптации в новых социально-экономических условиях (помощь клиенту в поиске работы в утверждении социального статуса, в восстановлении веры в духовные ценности и др.).
Профессиональная адаптация - это приспособление индивида к новому виду профессиональной деятельности, новому социальному окружению, условиям труда и особенностям конкретной специальности. Успех профессиональной адаптации зависит от склонности адаптанта к конкретной профессиональной деятельности, совпадения общественной и личной мотивации труда и других причин.
Следовательно, полноценное исследование адаптации человека возможно лишь при реализации комплексного подхода к изучению всех уровней организации человека: от психосоциального до биологического с учетом их взаимосвязей и взаимовлияний.
Характерным признаком человека является то, что он существо общественное. У человека с поступательным развитием цивилизации не исчезают приспособительные функции, присущие биологическим системам, а появляются новые, социальные, качественно особые способы и средства адаптации. Здесь уже не просто влияние определенно заданных биологических параметров, определенный продукт природы - человек, а высокоорганизованная развивающаяся система, отличительной чертой которого является эффективная связь телесного и психического, как основы становления личности.
Безусловно, биологическое, физиологическое, психическое и социальное развитие человека взаимосвязаны и взаимообусловливают друг друга, которые постоянно обогащаются и изменяются посредством активной деятельности человека. Заданные природные особенности человека составляют важнейшую предпосылку, необходимые условия для его социального развития, которые в свою очередь зависят от психических, интеллектуальных и других особенностей человека. Подчеркивая эти стороны развития человека, его связь с внутренним и внешним миром, мы этим самым показываем многозначность проблемы адаптационных процессов, важность выбора действий самого индивида и его связь с социальной практикой.
Проблема исследования процесса становления человека, его формирования и развития является одной из наиболее актуальных в настоящее время. Эффективное воздействие субъектов, всей системы социальной работы на процессы становления человека, формирования определенных социальных свойств и качеств предполагают знание закономерностей, механизмов функционирования разнообразных социальных явлений, влияющих на становление и развитие самого человека.
Спецификой человеческой адаптации является то, что этот процесс связан с социализацией человека, его врастание в социальный мир, которое предполагает активное участие как в потреблении, так и в передаче социально значимых норм и ценностей существующей и прошлой социальной среды. В понятии социализации характеризуется способность человека усвоить изменяющиеся условия, его адаптационная сущность. Социализация человека как непрерывный процесс развития и саморазвития личности органически связана с социальной адаптацией. По существу социальная адаптация является важнейшим механизмом, специфической формой социализации человека.
Однако, если процесс социализации человека идет как правило эволюционным путем, посредством накопления и усвоения предыдущего опыта, приобретения в конкретно-исторических условиях новых навыков в труде, быту, политических отношениях, культуре, то механизм социальной адаптации носит более быстрый характер, когда необходимо в относительно короткий промежуток времени активно устранить или усвоить создавшиеся социальные прецеденты.
Вместе с тем процесс социальной адаптации - это процесс освоения относительно стабильных условий социальной среды, решения повторяющихся, типичных проблем путём использования принятых способов социального поведения, действия. В этом процессе есть две характерные стороны, которые можно назвать объективной и субъективной.
Объективный процесс социальной адаптации заключается в том, что человек со дня своего рождения приобретает различные социальные свойства, отражающие его место в системе общественных отношений. С детства и до самой смерти идет непрерывный процесс усвоения и развития механизмов адаптации, в формировании которого активное участие принимает окружающая социальная среда (родители, друзья и т.д.), а также различные социальные институты.
Субъективный процесс социальной адаптации непосредственно не связан с общественным положением человека или поло-возрастными особенностями, а с его личными качествами, взглядами, убеждениями, со всеми аспектами социально-психологического развития. И здесь во многом проявляется активизирующая роль человека, его желание или нежелание изменить или усвоить существующие социальные ценности.
По этой причине эффективному развитию всех механизмов социальной адаптации способствует взаимодействие многих составляющих: это и объективные социальные условия (социальное происхождение, образовательный уровень и т.д.); условия непосредственной среды обитания (семья, школа, трудовой коллектив, неформальное окружение и т.д.) и, конечно, сама личность, которая формируется в зависимости от активной или пассивной позиции, его способностей и творческой деятельности, природных задатков.
Вычленяя в общечеловеческой деятельности ее социально-профессиональную направленность, мы подчеркиваем важность социальной работы, где ценностной ориентацией является то, что отличает ее от других профессий человека - это постоянное стремление к полезности и умению оказать помощь каждому индивиду в зависимости от его социальных потребностей и интересов.
В основе понимания развития механизмов социальной адаптации, ее сущности, лежит активная деятельность человека, ключевым моментом которой является потребность в преобразовании существенной социальной деятельности. По этой причине сам процесс формирования механизмов социальной адаптации личности неотделим от всех видов преобразований индивидов и проходит в трех основных фазах: деятельности, общении, самосознании, характеризующих его социальную сущность. В этой триаде происходит не просто изменение внешней действительности, но и преобразование внутреннего мира человека, раскрытие и реализация его скрытых потенций, помогающих полноценно включиться в процессы социальной адаптации как активной личности.
Социальность деятельности - ведущий и специфический механизм в организации адаптации человека. Важны такие его составляющие сторон, как общение, игра, учение, труд, осуществляющие полноценную включенность, активное приспособление индивида в социальную среду. Сам же механизм адаптации в социальной деятельности личности имеет свои закономерные этапы, которые в основном свойственны остальным видам деятельности. Эта схема примерно такова: нужда индивида - потребности - мотивы принятие решения - реализация и подведение итогов - ее оценка. Далее этот механизм может повториться в зависимости от достигнутых результатов. Проблема социального работника заключается в том, что в случае какой-то неудачи найти слабую, недостаточно эффективную сторону в этом механизме и внести необходимые коррективы.
Социальное общение - важнейший механизм социальной адаптации человека, который направляет и расширяет круг усвоения социальных ценностей при контакте с другими индивидами, социальными группами. Процесс общения - это не только потребность и самостоятельный вид деятельности отдельного человека, но и определенное взаимодействие социальных работников со своими клиентами, которое необходимо расширять в системе социальной практики.
Социальное самосознание личности - механизм социальной адаптации личности, при котором осуществляется формирование и осмысление своей социальной принадлежности и роли. Здесь роль социального работника понимается во многом как психолога-педагога, стремящегося через различные аспекты обращения сознания сформировать личность неравнодушной к человеческой беде, выступающей активно против социального равнодушия.
Таким образом, представляя механизмы социальной адаптации личности как единый процесс деятельности, общения, самосознания в социальной деятельности индивидов, мы подчеркиваем единство и определенную систему функционирования системы социальной помощи населению, значимость профессиональной подготовки социальных работников.
Существуют два типа приспособлений к внешним факторам. Первый заключается в формировании определенной степени устой чивости к данному фактору, способности сохранять функции при изменении силы его действия. Это адаптация по типу толерант ности (выносливость) - пассивный путь адаптации. Второй тип приспособления - активный. С помощью особых специфических адаптивных механизмов организм человека компенсирует измене ния воздействующего фактора таким образом, что внутренняя среда остается относительно постоянной. Происходит адаптация по ре зистентному (сопротивление, противодействие) типу.
Помимо специфики фактора (влияние на те или иные процес сы в организме), зависящей от его физико-химической природы, характер воздействия на организм и реакция на него со стороны организма человека во многом определяются интенсивностью фак тора, его <<дозировкой>>. Количественное влияние условий среды определяется тем, что такие факторы как температура воздуха,
наличие в нем кислорода и других жизненно важных элементов, в той или иной дозе необходимы для нормального функционирова ния организма, тогда как недостаток или избыток того же фактора тормозит жизнедеятельность. Количественное выражение факто ра, соответствующее потребностям организма и обеспечивающее наиболее благоприятные условия для его жизни, рассматривают как оптимальное.
Специфические адаптивные механизмы, свойственные челове ку, дают ему возможность переносить определенный размах от клонений фактора от оптимальных значений без нарушения нор мальных функций организма (рис. 2.1). Диапазон между этими дву мя значениями называется пределами толерантности (выносливо-
Рис. 2.1. Принuипиальная схема вли
| |
факторов окружающей среды на
жизнедеятельность организма:
1 - степень благоприятствования фак торов для организма; 2 - энергозатра ты на адаптацию
Количественное выраЖение фактора
сти), а кривая, характеризующая зависимость переносимости от величины фактора, называется кривой толерантности.
Зоны количественного выражения фактора, отклоняющегося
от оптимума, но не нарушающего жизнедеятельности, определя
ются как зоны нормы. Таких зон две, соответственно отклонению от оптимума в сторону недостатка дозировки фактора и в сторо ну его избытка. Дальнейший сдвиг в сторону недостатка или из бытка фактора может снизить эффективность действия адаптив ных механизмов и даже нарушить жизнедеятельность организма. При крайнем недостатке или избытке фактора, приводящем к патологическим изменениям в организме, выделяют зоны песси мума (причинять вред, терпеть ущерб). Наконец, за пределамИ, этих зон количественное выражение фактора таково, что полное напряжение всех приспособительных систем оказывается мало эффективным. Эти крайние значения приводят к летальному ис ходу, за пределами этих значений жизнь невозможна.
Адаптация к любому фактору связана с затратой энергии. В зоне
оптимума адаптивные механизмы не нужны и энергия расходуется
только на фундаментальные жизненные процессы, организм на
ходится в равновесии со средой. При выходе значения фактора за пределы оптимума включаются адаптивные механизмы, требую щие тем больше энергозатрат, чем дальше значение фактора от клоняется от оптимального. Нарушение энергетического баланса организма, наряду с повреЖдающим действием недостатка или избытка фактора, ограничивает диапазон переносимых человеком
изменений.
Если внешние условия в течение достаточно длительного вре-
мени сохраняются более или менее постоянными, либо изменя ются в пределах определенного диапазона вокруг какого-то сред него значения, то жизнедеятельность организма стабилизируется на уровне, адаптивном по отношению к этому среднему, типич ному состоянию среды. Смена средних условий во времени или пространстве влечет за собой переход на другой уровень стабили зации (сезонные, температурныt! адаптации и др.).
2 ] 1. Срочная, включающая стресс. Под термином «СтресС>> (на пряжение) понимаются неспецифические психофизиологические проявления адаптивной активности при действии любых, значи мыхдля организма факторов. Примерами проявления срочной адап тации являются: пассивное увеличение теплопродукции в ответ на холод, рост легочной вентиляции и минутного объема кровообра щения в ответ на недостаток кислорода. 2. Формирование долговременной адаптации -переходная фаза к устойчивой адаmации. Она характеризуется формированием функ циональных систем, обеспечивающих управление адаптацией к возникшим новым условиям. 3. формированная долговременная адаптация, или фаза устой чивои адаптации, резистентности, когда системы саморегуляции гамеостаза функционируют на новом уровне. Основными условия ми долговременной адаптации являются последовательность и не прерывность воздействия экстремального фактора. По существу, она развивается на основе многократной реализации срочной адап тации и характеризуется тем, что в результате постоянного коли чественного накопления изменений организм приобретает новое качество - из неадаптированного превращается в адаптирован ный. Такова адаптация к недостижимой ранее интенсивной физи ческой работе (тренировка), развитие устойчивости к холоду, теп 4. Истощение, которое может развиться в результате сильного и длительного воздействия экстремальных факторов. При сильном и длительном стрессе такое воздействие может привести к болезни или смерти. Комплекс адаптивных реакций организма человека обеспечи вающий его существование в экстремальных услови х, получил название нормы адашивной реакции. Процесс индивидуальной адап тации обеспечивается формированием изменений в организме, не редко носящих характер предпатологических или даже патологи ческих реакций. Эти изменения, как следствие общего стресса или напряжения отдельных физиологических систем представляют со бой своеобразную <<цену адаптации>>. Например, роцесс адаптации к условиям Крайнего Севера может длиться десятки лет. При этом возможны временные срывы адаптации - повышенная заболевае мость органов дыхания, язвенная и сердечно-сосудистые болезни. Если уровни воздействия факторов окружающей среды выхо дят за пределы адаптационных возможностей организма, и адап тация переходит в четвертую стадию - стадию истощения, вклю чаются дополнительные защитные механизмы. Это механизмы ком пенсации, противодействующие возникновению и прогрессиро ванию патологического процесса, т. е. ответные силы организма на изменения окружающей среды в зависимости от степени этих из менений качественно различны и колеблются от физиологически оптимальных до патологических. Таким образом, если адаптация обеспечивает гомеостаз в усло виях здоровья, то к о м п е н с а ц и я - это борьба организма за гомеостаз в измененных условиях - условиях болезни. Если воз действие факторов среды на организм количественно превышает уровень нормы адаптации организма, то он теряет способность в дальнейшем адаптироваться к среде, так как возможность пере стройки структурных связей системы исчерпана. В естественных условиях обитания организм человека всегда подвержен влиянию сложного комплекса факторов, каждый из которых выражен в разной степени относительно своего оптималь ного значения. В природе сочетание всех факторов в их оптималь ных значениях - явление практически невозможное. Это означа ет, что в естественных условиях организм всегда затрачивает ка кую-то часть энергии на работу адаптивных механизмов. Важно и то, что при комплексном воздействии между отдельными факто рами устанавливаются особые взаимоотношения, при которых действие одного фактора в какой-то степени изменяет (усилива ет, ослабляет и т.п.) характер воздействия другого. Например, тренировка к физическим нагрузкам вызывает устойчивость к гипоксии (кислородному голоданию), и наоборот, тренировка к гипоксии создает устойчивость к большим мышечным нагрузкам. Важен не только качественный критерий фактора, но и режим воздействия этого фактора на организм. Реакция организма значи тельно возрастает, если фактор воздействует не в виде непрерыв ного сигнала, а дискретно, т. е. с определенными интервалами. Этот прерывистый характер воздействия широко используется в прак тике при выработке адаптации к холоду, гипоксии, физическим 2.3. Общие меры повышения устойчивости организма
Управлять адаптацией, сnособствовать повышению выносли вости своего организма - эту цель должны ставить перед собой люди. Самое главное условие для по;::держания устойчивого гамео стаза организма, а следовательно, и механизма адаптационных про- цессов, - гармонизация жизнедеятельности человека со средой его обитания. Одно из необходимых условий для этого- своевре менное и рациональное питание. Недостаточность или избыточ ность питания и нарушение соотношений питательных веществ в рационе питания сказываются на деятельности организма, снижа ют его сопротивляемость и, следовательно, способности к адапта ции. Благоприятные условия труда и отдыха, в том числе режим сна и бодрствования, отдыха и труда - также необходимое усло вие нормального функционирования организма. Особую роль играет физическая активность. Она формирует не рвные механизмы управления, активизирует взаимодействие орга низма с внешней средой, способствует развитию организма в це лом. Движение -обязательный компонент работы всех анализато ров, оно необходимо для получения информации, развития пси хики. Особенности двигательной деятельности делают ее средством повышения тренированности обмена веществ, достаточно эконо мичной траты энергии в покое, способности организма наиболее совершенно утилизировать кислород, усиления функционирова ния ферментативных систем. Резистентность как результат физи ческой активности обусловлена также повышением координации и более тонкой регуляцией в деятельности систем кровообраще ния, дыхания и т. д. Все эти механизмы в значительной мере явля ются неспецифическими. Благодаря их наличию облегчается ста новление адаптационных реакций по отношению к широкому спек тру факторов. Жизнь современного человека весьма мобильна, и в обычных условиях его организм непрерывно адаптируется к целому комп лексу природно-климатических и социально- производственных факторов (рис. 2.2). <<Цена адаптации» зависит от дозы воздейству ющего фактора и индивидуальных особенностей организма. Доза воздействия и переносимость зависят от наследственных - гене тических - особенностей организма, продолжительности и силы (интенсивности) воздействия фактора. Стресс из звена адаптации может при чрезмерно сильных воздействиях среды трансформиро ваться в развитие разнообразных заболеваний. Разработка и применение методов и средств повышения неспе цифической и специфической устойчивости организма, его адап тационных возможностей, а также разработка методов и средств, повышающих компенсаторные возможности организма к действию чрезмерных, выходящих за пределы адаптационных возможностей, уровней и концентраций повреждающих факторов среды, приве дет к улучшению жизнедеятельности организма. Контрольные вопросы
1. Объясните, что такое гомеостаз? 2. Адаптация - благо или вред? 3. Расскажите о периодах развития адаптации. 4. Какую роль играет физическая активность в повышении выносливо сти организма? Контроль за уровнем здоровья и заболеваемостью Управление здоровьем и трудовыми ресурсами Контроль Факторы среды: Управление за средой природно-климатические, производственные факторами среды Рис. 2.2. Адаптация к условиям окружающей среды и управление здоро вьем человека НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (СРЕДЫ ОБИТАНИЯ)
Похожая информация. Физиологический смысл адаптации организма к внешним и внутренним воздействиям заключается именно в поддержании гомеостаза и, соответственно, жизнеспособности организма практически в любых условиях, на которые он в состоянии адекватно реагировать. Виды адаптации: различают срочную
и долговременную
адаптацию. Срочная адаптация - это ответ организма на однократное воздействие тренировочной нагрузки, выражающийся в "аварийном" приспособлении к изменившемуся состоянию своей внутренней среды. Ответ этот сводится, преимущественно, к изменениям в энергетическом обмене и к активации высших нервных центров, ответственных за регуляцию энергетического обмена. Что же касается долговременной адаптации, то она формируется постепенно на основе многократной реализации срочной адаптации путём суммирования следов повторяющихся нагрузок. В протекании процессов адаптации можно различить специфическую компоненту и общую адаптационную реакцию. Процессы специфической адаптации затрагивают внутриклеточный энергетический и пластический обмен и связанные с ним функции вегетативного обслуживания, которые специфически реагируют на данный вид воздействия сообразно его силе. Общая адаптационная реакция развивается в ответ на самые разные раздражители (независимо от их природы) в том случае, если сила этих раздражителей превышает некий пороговый уровень. Реализуется общая адаптационная реакция благодаря возбуждению симпато-адреалиновой и гипофизарно-адренокортикальной систем. В результате их активации в крови и тканях повышается содержание катехоламинов и глюкокортикоидов, что способствует мобилизации энергетических и пластических резервов организма. Такая неспецифическая реакция на раздражение была названа "синдром стресса", а раздражители, вызывающие эту реакцию, получили название "стресс-факторы". Общий адаптационный синдром сам по себе не является основой адаптации к тренировочным нагрузкам, он лишь призван на системном уровне обеспечивать протекание специфических адаптационных реакций, которые и формируют приспособление организма к конкретным видам нагрузки. Несмотря на различную природу процессов специфической адаптации, можно выделить общие закономерности их протекания. Основу специфической адаптации составляют процессы восстановления растраченных во время мышечной работы энергетических ресурсов, разрушенных структур клеток, смещённого водно-электролитического баланса и др. В.Н. Платонов (1997) выделяет три стадии срочных адаптационных реакций: Первая стадия связана с активизацией деятельности различных компонентов функциональной системы, обеспечивающей выполнение данной работы. Это выражается в резком увеличении ЧСС, уровня вентиляции легких, потребления кислорода, накопления лактата в крови и т.д. Вторая стадия наступает, когда деятельность функциональной системы протекает при стабильных характеристиках основных параметров ее обеспечения, в так называемом устойчивом состоянии. Третья стадия характеризуется нарушением установившегося баланса между запросом и его удовлетворением в силу утомления нервных центров, обеспечивающих регуляцию движений и исчерпанием углеводных ресурсов организма. Формирование “долговременных адаптационных реакций” (сохранена авторская редакция) по мнению В. Н. Платонова (1997) так же протекает стадийно: Первая стадия связана с систематической мобилизацией функциональных ресурсов организма спортсмена в процессе выполнения тренировочных программ определенной направленности с целью стимуляции механизмов долговременной адаптации на основе суммирования эффектов многократно повторяющейся срочной адаптации.Во второй стадии на фоне планомерно возрастающих и систематически повторяющихся нагрузок происходит интенсивное протекание структурных и функциональных преобразований в органах и тканях соответствующей функциональной системы. В конце этой стадии наблюдается необходимая гипертрофия органов, слаженность деятельности различных звеньев и механизмов, обеспечивающих эффективную деятельность функциональной системы в новых условиях.Третью стадию отличает устойчивая долговременная адаптация, выражающаяся в наличии необходимого резерва для обеспечения нового уровня функционирования системы, стабильности функциональных структур, тесной взаимосвязи регуляторных и исполнительных механизмов.Четвертая стадия наступает при нерационально построенной, обычно излишне напряженной тренировке, неполноценном питании и восстановлении и характеризуется изнашиванием отдельных компонентов функциональной системы.35-37.Этапы адаптации к мышечной деятельности. Понятие биологической «цены» адаптации.
При
изучении изменений, происходящих в организме под влиянием совокупности
экологических (природных и антропотехногенных) факторов, применяют
термин «адаптация». Под адаптацией понимают все виды врождённой и
приобретённой приспособительной деятельности, которые обеспечиваются
физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном,
системном и организменном уровнях. В этой главе рассмотрены подходы к
изучению адаптации, эволюция и формы адаптации, теории адаптации,
адаптогенные факторы, механизмы адаптации.
Подходы к изучению адаптации
При изучении адаптации применяют системный и индивидуальный подходы.
Системный подход
к
адаптации (рис. 2-1) предполагает необходимость изучения адаптации и
как процесса, и как состояния системы, для которой характерно подвижное
равновесие, сохраняющее постоянство структур лишь при непрерывном
движении всех компонентов системы. В итоге уравновешивание со средой
происходит за счёт приобретения нового системного качества.
Рис. 2-1.
Системный характер адаптационных изменений
Индивидуальный подход
к
адаптации человека можно охарактеризовать как совокупность
социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для
устойчивого существования индивидуума в конкретной экологической среде
обитания. Другими словами, для всякого организма существует оптимальная
эндогенная (внутренняя) и экзогенная (внешняя) экологическая среда,
причём среда обитания не только с оптимальными характеристиками
физических условий, но и с конкретными производственными и социальными
условиями. По обе стороны от оптимума трудовая и биологическая
активность постепенно снижаются, пока, наконец, условия не станут
такими, в которых организм вообще не сможет существовать.
Эволюция и формы адаптации
Адаптация
тесно связана с эволюцией организмов и устойчиво адаптированными
считаются те, которые приспособились к изменён- ным условиям,
размножаются и дают в новой среде обитания жиз- нестойкое потомство.
Существуют две принципиально различные формы адаптации: генотипическая и
фенотипическая.
Генотипическая
адаптация, в результате которой на основе наследственности, мутаций и
естественного отбора формировались современные виды животных.
Фенотипическая адаптация формируется в процессе взаимодействия конкретного организма с окружающей его средой обитания.
Структурные
следы адаптации имеют важное биологическое значение, так как защищают
человека от предстоящих встреч с неа- декватными и опасными факторами
среды. В то же время результаты фенотипической адаптации не передаются
по наследству, что следует считать выгодным для сохранения вида,
поскольку следующее поколение адаптируется заново к широкому спектру
иногда совершенно новых факторов, требующих выработки новых
специализированных реакций.
Типы приспособительного поведения.
Различают
три типа приспособительного поведения живых организмов в ответ на
действие неблагоприятного раздражителя: бегство от неблагоприятного
раздражителя, пассивное подчинение раздражителю либо активное
противодействие за счёт развития специфических адаптивных реакций.
Гомеостаз и гомеокинез.
Система жизнеобеспечения организма, наряду с механизмами поддержания равновесия внутренней среды
(гомеостаз),
представлена и генетическими программами развития, осуществление
которых невозможно без постоянного изменения этой внутренней среды
(гомеокинез), реализуемого посредством многообразных адаптивных
процессов (реакций, механизмов, ответов и т.д.). Именно на поддержание
генетических программ развития, являющихся ведущей движущей силой в
живом организме, направлена деятельность систем репродуктивного,
энергетического и адаптационного гомеостата (рис. 2-2). Оптимальное
функционирование систем, обеспечивающих три ведущих гомеостата,
реализуется через посреднические системы (кровообращение, дыхание,
кровь) и регуляторные механизмы вегетативной и эндокринной систем.
Рис. 2-2.
Обеспечение деятельности основных гомеостатических систем
Другими
словами, под адаптацией понимают все виды врож- дённой и приобретённой
приспособительной деятельности, которые обеспечиваются определёнными
физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном,
системном и организменном уровнях. Это универсальное определение
адаптации отражает необходимость соблюдения в живом мире
фундаментального закона биологии, сформулированного ещё Клодом
Бернаром, - закона постоянства внутренней среды.
Теории адаптации
При
формировании адаптивного гомеостата обеспечивающие адаптацию
физиологические процессы развёртываются поэтапно. Например, В.П.
Казначеев процесс адаптации при переездах подразделяет на
последовательно происходящие фазы: начальную, стабилизации, переходную и
истощения.
1-я фаза -
начальная - характеризуется дестабилизацией функций организма. Она может
обеспечить приспособление к действию неадекватных факторов лишь в
течение короткого промежутка времени, длительностью, как правило, не
более одного года. В ряде случаев явления дестабилизации, характерные
для первой фазы адаптации, остаются на многие годы, что, в частности,
служит одной из причин возвращения мигрантов на прежнее место
жительства.
2-я фаза -
стабилизации - продолжается от 1 года до 4 лет. В этот период
наблюдается синхронизация всех гомеостатических процессов,
сопровождающаяся не только функциональной, но и структурной перестройкой
биосистемы.
3-я фаза - переходная,
продолжительностью от 4 до 5-10 лет. В это время у большинства
переселенцев происходит стабилизация соматических и вегетативных
функций.
4-я фаза - истощения,
возможна при длительном проживании на Севере, является следствием
перенапряжения в гомеостатических системах организма при недостаточности
генетически запрограммированных механизмов долговременной адаптации к
возмущающим факторам среды обитания.
В обобщённом
виде рассматриваемые физиологические процессы на организменном уровне
содержатся в экспериментально обоснованной теории «общего
адаптационного синдрома», или стресс-реакции (Ганс Селье, 1936).
Стресс
- комплекс неспецифических реакций организма в ответ на действие сильных или сверхсильных раздражителей.
Стресс
в классической интерпретации протекает в три стадии (рис. 2-3), или
фазы, а именно «тревоги», переходную, устойчивой адаптации.
Первая фаза - «тревоги» - развивается в самом начале действия как
физиологического, так и патогенного фактора или изменённых условий
внешней среды. При этом реагируют висцеральные системы (кровообращения,
дыхания), реакциями которых управляет ЦНС с широким вовлечением
гормональных факторов (в частности, гормонов мозгового вещества
надпочечников - глюкокортикоидов и катехоламинов), что в свою очередь
сопровождается повышенным тонусом симпатического отдела вегетативной
нервной системы.
Рис. 2-3.
Фазы стресса по Г. Селье
Переходная фаза. Часто выделяют фазу, переходную к устойчивой
адаптации. Она характеризуется уменьшением общей возбудимости ЦНС,
формированием функциональных систем, обеспечивающих управление
адаптацией к возникшим новым условиям. В ходе этой фазы
приспособительные реакции организма постепенно переключаются на более
глубокий тканевый уровень.
Фаза
устойчивой адаптации, или резистентности. Формируются новые
координационные соотношения, осуществляются целенаправленные защитные
реакции. Подключается гипофизарно-надпочечниковая система, мобилизуются
структуры, в результате деятельности которых ткани получают повышенное
энергетическое и пластическое обеспечение. Эта стадия и является
собственно адаптацией - приспособлением - и характеризуется новым
уровнем деятельности тканевых, клеточных, мембранных элементов,
перестроившихся благодаря временной активации вспомогательных систем,
которые при этом могут функционировать практически в исходном режиме,
тогда как тканевые процессы активизируются, обеспечивая гомеостаз,
адекватный новым условиям существования.
Несмотря на экономичность - выключение «лишних» реакций, а
следовательно, и излишней затраты энергии, - переключение реактивности
организма на новый уровень осуществляется при определённом напряжении
управляющих систем. Это напряже-
ние
названо «цена адаптации». Поскольку эта стадия связана с постоянным
напряжением регуляторных механизмов, перестройкой соотношений нервных и
гуморальных механизмов, формированием новых функциональных систем, то
эти процессы при сверхпороговой интенсивности стрессорных факторов
могут вызвать развитие стадии истощения.
Адаптогенные факторы
Селье
назвал факторы, воздействие которых приводит к адаптации,
стресс-факторами. Другое их название - экстремальные факторы.
Экстремальными могут быть не только отдельные воздействия на организм,
но и изменённые условия существования в целом (например, перемещение
человека с юга на Крайний Север и т.д.). По отношению к человеку
адаптогенные факторы могут быть природными и социальными, связанными с
трудовой деятельностью.
Природные факторы. В ходе эволюционного развития живые организмы
адаптировались к действию широкого спектра природных раздражителей.
Действие природных факторов, вызывающих развитие адаптационных
механизмов, всегда является комплексным, так что можно говорить о
действии группы факторов того или иного характера. Например, все живые
организмы в ходе эволюции прежде всего приспособились к земным условиям
существования: определённому барометрическому давлению и гравитации,
уровню космических и тепловых излучений, строго определённому газовому
составу окружающей атмосферы и т.д.
Социальные факторы. Помимо того, что человеческий организм
подвержен тем же природным влияниям, что и организм животных, социальные
условия жизни человека, факторы, связанные с его трудовой
деятельностью, породили специфические факторы, к которым необходимо
адаптироваться. Их число растёт с развитием цивилизации. Так, с
расширением среды обитания появляются совершенно новые для человеческого
организма условия и воздействия. Например, космические полёты приносят
новые комплексы воздействия. К их числу относится невесомость -
состояние, абсолютно неадекватное для любого организма. Невесомость
сочетается с гипокинезией, изменением суточного режима жизни и т.д.
Механизмы адаптации
Адаптация
начинает развиваться на фоне генерализованной ориентировочной реакции,
активации неспецифического, а также специфического ответа на причинный
фактор. В последующем формируются временные и функциональные системы,
обеспечивающие организму либо «уход» от действующего чрезвычайного
агента, либо преодоление патогенных его эффектов, либо оптимальный
уровень жизнедеятельности, несмотря на продолжающееся влияние этого
агента, т.е. собственно адаптацию.
Аварийная фаза адаптации
(тревоги)
заключается в мобилизации компенсаторных, защитных и приспособительных
механизмов. Это проявляется триадой закономерных изменений -
активации, гиперфункции, мобилизации.
Активация
«исследовательской» поведенческой деятельности индивида, направленная
на получение максимума информа- ции о чрезвычайном факторе и возможных
последствиях его действия.
Гиперфункция
многих систем организма, но преимущественно тех, которые
непосредственно (специфически) обеспечивают приспособление к данному
фактору. Эти системы (физиологические и функциональные) называют
доминирующими.
Мобилизация органов
и физиологических систем (сердечнососудистой, дыхательной, крови,
системы иммунобиологи- ческого надзора, метаболизма и др.), которые
реагируют на воздействие любого чрезвычайного для данного организма
фактора.
В основе развития
аварийной фазы адаптации лежит несколько взаимосвязанных механизмов,
запуск которых осуществляется в результате активации под действием
чрезвычайного фактора вегетативной нервной (симпатического отдела) и
эндокринной систем и как следствие - значительного увеличения в крови и
других жидкостях организма так называемых стрессорных, активирующих
функцию и катаболические процессы гормонов и нейромедиаторов -
адреналина, норадреналина, глюкагона, глюко- и минералокортикоидов,
тиреоидных гормонов.
Биологический смысл реакций, развивающихся в аварийную фазу
адаптации (несмотря на их неспецифичность, несовершенство, высокую
энергетическую и субстратную «стоимость»), заключается в создании
условий, необходимых для того, чтобы
организм «продержался» до этапа формирования его устойчивой адаптации (резистентности) к действию экстремального фактора.
Переходная фаза адаптации
характеризуется
уменьшением возбудимости ЦНС, формированием функциональных систем,
обеспечивающих управление адаптацией к новым условиям. Снижается
интенсивность гормональных сдвигов, постепенно выключается ряд систем и
органов, первоначально вовлечённых в реакцию. В ходе этой фазы
приспособительные реакции организма постепенно переключаются на более
глубокий - тканевый - уровень. Гормональный фон видоизменяется,
усиливают своё действие гормоны коры надпочечников - «гормоны
адаптации».
Стадия устойчивой, или долговременной адаптации
организма к действию чрезвычайного фактора реализуется следующим образом. Происходят:
Формирование
состояния специфической устойчивости организма как к конкретному
агенту, вызвавшему адаптацию, так нередко и к другим факторам -
перекрестная адаптация;
Увеличение
мощности и надёжности функций органов и доминирующих физиологических
систем, обеспечивающих адапта- цию к определённому фактору. В таких
системах наблюдается увеличение числа и/или массы структурных элементов
(т.е. гипертрофия и гиперплазия), желёз внутренней секреции,
эффекторных тканей и органов.
Комплекс
таких изменений обозначают как структурный след процесса адаптации.
Устраняются признаки стрессорной реакции, формируется эффективное
приспособление организма к чрезвычайному фактору, вызвавшему процесс
адаптации. В результате формируется надёжная и устойчивая адаптация
организма к меняющимся социально-биологическим условиям среды.
Реализуются процессы как активировавшиеся ранее, так и включающиеся
дополнительно. К числу последних относятся реакции, обеспечивающие
преимущественное энергетическое и пластическое обеспечение клеток
доминирующих систем. Это сочетается с лимитированием снабжения
кислородом и субстратами метаболизма других систем организма и
осуществляется за счёт реакций двух категорий:
Перераспределения кровотока - увеличения его в тканях и органах доминирующих систем за счёт снижения в других;
Активации генетического аппарата длительно гиперфункционирующих клеток
и последующей гипертрофии и гиперплазии субклеточных структурных
элементов при одновременном торможении экспрессии генов в клетках
недоминирующих систем и органов (например, пищеварения, мышечной
системы, почек и др.).
Дизадаптация.
В
большинстве случаев процесс адаптации завершается формированием
долговременной устойчивости организма к действующему на него
чрезвычайному фактору. И в то же время фаза стойкой адаптации связана с
постоянным напряжением управляющих и исполнительных структур, что может
привести к их истощению. Истощение управляющих механизмов, с одной
стороны, и клеточных механизмов, связанных с повышенными
энергетическими затратами, с другой стороны, приводит к дезадаптации.
Незавершённая адаптация
возникает
при истощении функциональных резервов организма и включает
централизацию управления и повышение реактивности механизмов
вегетативной регуляции. Состояние незавершённой адаптации свойственно
не только значительной части лиц, проживающих в экстремальных
климатогеографических условиях, экспедиционно-вахтовым рабочим, но и
части населения мегаполисов средней климатической полосы, экологическая
обстановка в которых неблагополучна.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Дайте определение адаптации.
2. Какие вы знаете формы адаптации?
3. В чём суть индивидуального подхода к адаптации?
4. Какие теории адаптации существуют?
5. Назовите фазы общего адаптационного синдрома.
6. Какие вы знаете адаптогенные факторы?
7. Что такое незавершённая адаптация?
Г. Селье, подошедший к проблеме адаптации с новых пози ций, назвал факторы, воздействие которых приводит к адапта ции, стресс-факторами. Другое их название- экстремальные фак торы, т. е. необычные факторы окружающей среды, оказывающие неблагаприятное влияние на общее состояние, самочувствие, здо ровье и работоспособность человека. Причем это могут оказывать не только отдельные воздействия на организм, но и измененные условия существования в целом (например, переезд человека с юга на Крайний Север). Он же установил четыре стадии фазового
